单脉冲和再加热正交双脉冲激光诱导击穿光谱对比研究

摘要：

为了提高激光诱导击穿光谱技术(LIBS)的检测灵敏度和辐射光谱特性,采用再加热正交双脉冲结构对样品中的4种元素Fe,Pb,Ca和Mg以及含有不同浓度重金属元素Cr的土壤样品进行分析.研究了4条特征谱线FeⅠ:404.581 nm,PbⅠ:405.78 nm,CaⅠ:422.67 nm和MgⅠ:518.361 nm的光谱强度和信背比随两激光脉冲之间时间间隔的变化关系,获得了两激光脉冲之间最佳的时间间隔为1.0 μs.在单脉冲和双脉冲条件下,得到了4条特征谱线FeⅠ:404.581 nm,PbⅠ:405.78 nm,CaⅠ:422.67 nm和MgⅠ:518.361 nm光谱强度的增强倍数分别为2.23,2.31,2.42和2.10;分析了特征谱线FeⅠ:404.581 nm和CaⅠ:422.67 nm谱线强度随时间的演化特性以及4条特征谱线信背比随光谱采集延时的变化关系,双脉冲能有效延长光谱强度的衰减时间以及提高特征谱线的信背比;比较分析了等离子体温度和电子密度随时间的演化特性,在双脉冲条件下,等离子体温度最大升高了730 K,电子密度最大增加了1.8×1016 cm-3.单脉冲和双脉冲条件下获得重金属元素Cr的检测限分别为38和20 μg·g-1,再加热正交双脉冲技术使元素检测限下降近2倍.以上结果表明:再加热正交双脉冲能有效地提升L IBS技术的检测灵敏度和光谱特性,为进一步降低元素的检测限提供了有效的方法.

关键词：激光诱导击穿光谱、正交双脉冲、谱线增强、信背比、等离子体温度、电子密度

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分类号：O433.4(光学)

资助基金：安徽省科技重大专项项目15CZZ04125;国家863计划项目2013AA065502,2014AA06A513;国家自然科学基金项目61378041;安徽省杰出青年科学基金项目1108085J19,1508085JGD02

在线出版日期：2017-05-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：588-593